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富勒烯金属包合物的研究作者:卢兴导师:顾镇南教授富勒烯金属包合物以其独特的结构、新奇的性质和广阔的应用前景,吸引了众多科学家的目光,是最近十几年来化学、物理学和材料科学研究的热点之一.该文对富勒烯金属包合物的合成、提取、分离、笼外化学反应性及潜在应用进行了比较系统的研究,取得了一系列有意义的结果.一、在高He气压(720 torr)和低电流(60A)的条件下,以高含量的GdNi2合金作为金属来源和催化剂,采用直流电弧法合成了一系列含Gd富勒烯金属包合物.采用多步HPLC法首次分离出了以下几种含钆单金属包合物:Gd@C80,Gd@C82(Ⅱ),Gd@C82(Ⅲ)和Gd@C86,并用质谱和紫外—可见吸收光谱对它们进行了表征.根据它们的色谱流出时间及电子吸收光谱的特征推测Gd@C80可能具有Ih或D5h对称性,而Gd@C82(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)的分子对称性分别是C2v,Cs和C3v.二、以Gd@C82(Ⅰ)为研究对象,首次考察了富勒烯金属包合物的化学反应.三、合成了两种Gd@C82的水溶性衍生物,通过IR和XPS表征确定它们的平均分子式为:Gd@C82(OH)20和Gd@C82(OH)6(NHCH2CH2S03H)8.在(37±1)℃水浴中,以1.5T自旋回波序列测得它们水溶液的质子弛豫率分别为r1=42.3mM-1s-1,r2=90.9mM-1s-1;r1=4.5mM-1s-1,r2=8.9mM-1s-1,这是首次对富勒烯金属包合物的多取代氨基酸衍生物进行质子弛豫性能的测定.四、先用DMF高温提取烟炱,再用Al-Ni合金等还原剂在不同比例的甲苯和THF中对提取物进行还原,可以选择性的将Gd2@C80和Gd@C82还原提取出来,用这种方法还可以得到纯度约为95﹪的Gd2@C80,这为富勒烯金属包合物的分离提供了一条有效途径.